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(鄉土)教材獎

百里飄香熱情酒-探討百香果皮製造酒精的可行性

百香果為埔里重要農產之一,果肉製為加工品剩餘果皮被丟棄。本次實驗以百香果皮為材料,探討其製造酒精的可行性,我們發現百香果皮含水率高達80%,富含果膠不易乾燥而造成環境汙染,我們將乾燥百香果皮經泡水、加熱及添加酸、鹼、果膠酶、纖維素酶處理後,測量還原糖含量及經發酵蒸餾後測其酒精濃度,結果發現經添加酸鹼及酵素處理後還原糖含量均有明顯提升,經加熱處理後的酒精濃度較高,接著我們將百香果皮發酵時做降酸的處理,發現經加熱再添加果膠酶及纖維素酶後,發酵蒸餾測得酒精濃度可達8%,我們將其進行三次蒸餾,酒精濃度可高達75%具防疫消毒作用,發酵後的剩餘殘渣,可作為肥料及製成生物炭,改善環境並提供農產品附加價值。

金門航空站飛機起降之都卜勒效應探討

本研究針對飛機頻率與都卜勒效應進行研究,我們一起在金門航空站附近的起飛降落點分工錄製影片與蒐集資料,進而使用BORIS、Audacity、Spectrum、google科學日誌、世界迷霧app、flight tradar等軟體進行資料分析,觀察飛機起降聲音的頻譜趨勢,再利用都卜勒的公式配合溫度以及飛機起降角度的修正,套入資料後計算飛機的降落速率。分析過程中發現了ATR機型相較於大型渦輪飛機來得好分析出速率與頻譜趨勢,我們也設計了簡單的小實驗驗證飛機接近與遠離其渦輪或螺旋槳對於其風速影響,也搭乘了數趟飛機進行飛機內頻率的測量。經過一番摸索我們發現其實可以利用簡單的儀器與軟體去分析飛機的聲音頻譜,藉由一連串的探討與分析發現都卜勒效應是實際可以在日常生活中運用的。

優質牛乳生產因子與鑑定

本研究主要討論生乳的口感及體細胞含量多寡的檢測,其得到結果為加熱殺菌過程與乳牛食材變化對口感影響甚鉅,加熱溫度到130-140。C以上,濃醇香的味道較明顯;進口草與牧草比較結果,進口草口感較佳;在試喝牛乳的檢驗報告中,發現乳脂肪含量較多者,口感較佳;體細胞多寡對口感雖然無顯著影響,但體細胞較少的生乳,打出來的奶泡更綿密與持久。在優質生乳部分,體細胞含量可由CMT、導電度計與便攜式體細胞檢測儀測得,本研究利用惠斯登電橋的導電方式,製作低成本符合大眾檢測的儀器,為民眾分辨優質生乳提供更佳的方式。

殼殼好朋友-探討甲殼素和筍殼碳複合材料的吸附能力

我將甲殼素與筍殼碳依7:3、6:4、5:5、4:6及3:7比例混合製成複合物,吸附不同濃度的硫酸銅、亞甲基藍(色素)、硝酸鉀(無機鹽),複合物不同比例間對於銅離子、色素、硝酸鹽的吸附情形都不同,銅離子甲殼素比例高吸附好,色素碳比例高吸附好,硝酸鹽甲殼素比例高吸附好,但甲殼素價格高而碳的價格低,添加後除可降低成本,還可應各種不同需求選擇不同比例的複合物,而5:5的吸附效果與甲殼素相近,且成本較低,製成片狀易於回收,所以利用價值最高。

「杞」幻之旅-探討黃杞翅果緩降落的飛行模式

黃杞翅果依左翅、中翅、右翅的比例分為四型。垂直方向的飛行模式可分為自由落體期,減速期和緩飛期,翅果先快速落下,接著翻轉減速並開始轉動,轉動後以接近等速的狀態落下。水平方向的飛行模式則以種子為中心轉動,翅果的角速度先增加,再減速下降,進入穩定狀態,以接近等角速度轉動。不同類型的翅果飛行模式略有差異,第一型(標準型)的翅果,飛行模式最為穩定,落下的速度小且飛行時間長,緩飛的效果最好。第二、三型左右翅長差異大,則飛行不穩,落下速度大而飛行時間短,第四型三翅近等長,最易轉動但飛行模式也較不穩定,落下速度比第一型大而飛行時間短。黃杞翅果的飄移距離小,並可承載6倍種子的重量,可作為空投飛行器的參考。

物理家教LineBot的開發和對物理學習的影響

本研究是以Google Apps Script平台撰寫聊天機器人LineBot,此LineBot能抓取事先放置在Google試算表的資料,讓使用者透過和其互動學習物理,我們將它命名為「物理家教LineBot」。它透過URORA解題歷程,指導學生遇到物理問題時正確的解題流程,讓學生能隨時隨地學習物理。為了知道它是否真的能幫助學習,我們也設計了實驗,和使用傳統講義的學生作對照,研究結果顯示我們開發的物理家教LineBot能有效的提升學生解題能力和物理的學習態度。

二次曲線上蝴蝶形的探究

從蝴蝶定理(Butterfly theorem)的圖形進行發想,在前人作品發想出研究方向,除了在圓與正方形以外,在其他圖形上討論蝴蝶形的其他性質是否有不同的發現?我們在圓、橢圓、拋物線與雙曲線之重疊圖形上作出對稱與非對稱蝴蝶形,對其面積、邊長、角度進行計算與歸納,再推廣到在拋物線上另找任意兩點做蝴蝶形;在研究過程中,我們也發現了圖形上一些特殊的性質,進行一連串的研究。且以普通高級中學課程綱要中數學科課程綱要內容為我們推論工具,希望能讓多數高中程度的學生均能了解我們的發現。

追風去吧:由中壢泰豐輪胎廠燃起的跟「風」潮

2017年1月17日中壢泰豐輪胎廠發生火警,蒐集環保署空氣品質測站的數據後分析,發現: 一、 距離輪胎廠愈近,觀測到的汙染物濃度愈高。 二、 中壢測站的背景值多高於其他測站,推測與中壢工業區的排放有關,或是因為中壢測站是十七個測站中唯一的交通測站所致。 三、 各氣體在十七個測站中的最大距平值幾乎都在西風、南風起之後才出現,推論是西風、南風將苗栗縣以南的汙染物帶至北方所致。 四、 2017年1月臺灣北部出現西風、南風的成因有二,一是由彰化一路吹至北部的西風、南風,二是臺中附近的低壓環流,撞山後轉向,往北方吹拂。 因此,2017年1月17日下午臺灣北部觀測到的氣體濃度上升,除了輪胎廠火災產生的汙染外,還有外地移入的影響。

無往不「剋」—毒他作用對外來種的影響

目前外來種全台蔓延,造成許多原生種的破壞,現今以人力拔除居多,較費時費力,且多對環境有害。毒他作用是指植物在代謝過程中所產生的次級代謝物,藉淋溶、揮發、植物殘留分解、根泌等作用,造成對其他植物生長發育的抑制。我們希望藉此作用對外來種抑制生長。首次實驗採用血桐和榕樹的枯葉,進行粗萃取。並將粗萃取液澆在大花咸豐草所在的土壤。結果顯示7.5%的血桐溶液並未造成抑制效果,10%及12.5%血桐溶液的大花咸豐草葉子有明顯枯萎,並不會開花。榕樹溶液對大花咸豐草有嚴重蟲害,因此無法看到準確結果。再次實驗中鑑於土壤顏色的差異,可能是土壤內的菌相改變,進而導致植株生長不佳,這些澆過毒他植物溶液的土壤確實會改變原本土壤菌相的數量。

「岸」潮洶湧-離岸流的模擬與探討

本研究藉由資料蒐集了解離岸流的成因與影響,並透過設計海浪實驗水槽,模擬離岸流發生的情形,研究發現:(1)沙岸因海浪捲落岸邊砂石而形成海底沙洲,海面出現碎浪進而形成一股強烈的離岸流。(2)不規則海岸會形成更多的碎浪,因而離岸流較單一內彎型海岸更強。但不規則海岸形成離岸流的時間較長,顯示離岸流會因海岸形狀而有不同的發生週期。(3)海岸傾斜角度會影響離岸流的形成(4)海浪大小若能將沙灘上的砂石捲入海底,形成水下沙洲,會增加離岸流的強度,但海浪過大反而較不容易出現離岸流。(5)可知海浪週期過慢,離岸流出現的機率較會降低。(6)從模擬實驗中發現,我們在海水浴場戲時,只要離開岸邊一段距離就應多加注意是否有岸流的出現,以免發生危險。